Научная статья на тему 'ДВУМЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПРОБЛЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ СТРУКТУРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ'

ДВУМЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПРОБЛЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ СТРУКТУРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
43
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОЧАСТИЦЫ / ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ / ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ / ДВОЙНИКИ И УПОРЯДОЧЕНИЕ / СДВИГИ ФАЗ РАССЕЯННЫХ ВОЛН НА ДВУМЕРНЫХ ДЕФЕКТАХ / ПОДАВЛЕНИЕ ОТРАЖЕНИЙ / САТЕЛЛИТНЫЕ ОТРАЖЕНИЯ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Максимов Кирилл Сергеевич

Показано, что двойники и антифазные границы могут сосуществовать в наноразмерных объектах. Установлено, что двойникование и домены упорядочения влияют на закономерности дифракции, искажая сетки рефлексов на электронограмме. Адекватное объяснение структурно-фазовой принадлежности наночастиц невозможно без предварительного исследования их дефектной структуры.The typical defects of the nanodimensional objects are the twins and antiphase boundaries. The coexistence of both structures is possible. It has been demonstrated that the twinning and the antiphase domains depend on the diffraction regularities and can distort the reflection grids. An adequate explanation of phase-structural belonging of the nanopartcles is impossible without a preliminary investigation of their defect structure.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Максимов Кирилл Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ДВУМЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ И ПРОБЛЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ СТРУКТУРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ»

УДК 539-27:546.161:615.465-022.532

Двумерные дефекты и проблема идентификации структуры

наноразмерных частиц

К.С.Максимов АНО «Аналитика и высокие технологии» (г. Москва)

Показано, что двойники и антифазные границы могут сосуществовать в наноразмерных объектах. Установлено, что двойникование и домены упорядочения влияют на закономерности дифракции, искажая сетки рефлексов на электронограмме. Адекватное объяснение структурно-фазовой принадлежности наночастиц невозможно без предварительного исследования их дефектной структуры.

Ключевые слова: наночастицы, идентификация структуры, дифракция электронов, двойники и упорядочение, сдвиги фаз рассеянных волн на двумерных дефектах, подавление отражений, сателлитные отражения.

В нанообласти размер, структура и кристаллографическая огранка термодинамически взаимосвязаны, и изменения размеров могут сопровождаться изменениями структуры [1, 2]. Однако термодинамика только указывает направление возможного фазового перехода, а его реализация определяется кинетикой, т.е. факторами, контролирующими процессы зарождения и роста частиц, которые могут меняться не только при переходе от процесса к процессу, но и в пределах одного процесса. Поэтому идентификация структуры наночастиц для объяснения их свойств является необходимостью. Информация о массивах частиц не может сводиться только к выяснению ос-редненных структурно-морфологических характеристик массива в целом; требуется идентифицировать структуру отдельных частиц. В этой связи необходим переход от интегральных методов идентификации структуры, например рентгеноструктурного анализа, к локальному методу, которым является только локальная электронография [3].

В Аи, для которого энергия дефекта упаковки у мала, двойники присутствуют в кристаллитах с размерами < 5 нм [4]. Множественное двойникование наблюдается в нанокристаллах А1, для которого двойникование в массивных кристаллах практически исключено в связи с высоким значением у [5]. Двойникование наблюдалось в частицах соединений [6] даже таких многокомпонентных, как Аи4Рё32(СО)28(РМе3)14 [7]. Двой-никование в нанообласти объясняется тем, что этот тип релаксаций напряжений не ведет к появлению поверхностных ступеней, обеспечивая снижение поверхностной энергии [5]. Атомарное упорядочение для наночастиц наблюдается даже в тех случаях, когда в массивных объектах признаки упорядочения отсутствуют, поскольку поверхности частиц с упорядоченным распределением компонент обладают большей регулярностью и меньшей энергией. Обычным атрибутом упорядочения в наночастицах является наличие антифазных доменов [8, 9]. Двойникование и формирование антифазных доменов в нанообласти могут быть взаимосвязанными [10]. Они являются типичными структурами в нанообласти [4-10].

© К.С.Максимов, 2011

Переход через плоскость дефекта вызывает сдвиги фаз рассеянных электронных волн на величину [11]

- 1

а = 2л( gR) = 2л-(ЛЬ + к1к2 + /1/2), (!)

V

где g - дифракционный вектор; R - смещение, обусловленное дефектом; Ъ\к\1\ - индексы, относящиеся к вектору дифракции; к2к212 - индексы, относящиеся к вектору смещения на дефекте; V характеризует величину смещения.

Амплитуды электронных волн, рассеянных кристаллами с двумерными дефектами, формируются по законам векторного суммирования.

Рассмотрим закономерности дифракции на дефектном кристалле. Пусть е1, ё2, ё3 -

базисные векторы основной решетки и к - волновой вектор электронной волны. Дифракция на дефектном кристалле может быть записана как

+да +да +да

0Е Еутехр(—2лк■ + /е2 + тёз + т]) (2)

у =—да /=—да т=-да

где I, т - индексы суммирования; - вклад атома с индексами у, I, т; т ]1т - смещение атома с индексами7, I и т, обусловленное дефектами.

Преобразуем выражение (2) для случая рассеяния электронов кристаллом, содержащим двойниковую границу, что может быть описано для анализируемых экспериментально структур сдвигом вдоль границы. Кроме того, положим, что векторы ё и ё2 параллельны границе:

+да +да С —1 — +да — ^

0 ^ Е Е Еехр(—2л/к ■ []ё1 + 1ё2 + тё3 + ]) + Еехр (—2 л/к ■ []ё1 + 1ё2 + тё3]) . (3)

у =—да /=—да Vт=—да т=0 у

Здесь - вектор смещения для двойниковой границы, который для рассматриваемого

£

случая может быть записан как = —, где V в соответствии с выражением (1) обеспечива-

V

ет в зависимости от характера структуры изменение фазы рассеянной волны на п.

Преобразуем выражение (3) путем разложения кратных сумм к виду произведения сумм и вынесем сомножители, не зависящие от индекса, за знак суммирования:

0 *

+да +да

Е ехр (—2 л/к ■ ]ёх) Е ехр (—2 л/к ■ 1ё2)

V}=—да у

X

V/=—да У

С —1 +да ^

ехр (—2л/к ■ ) Е ехр (—2л/к ■ тё3) + Е ехр (—2л/к ■ тё3)

т=—да т=0

(4)

Сумма Е ехр( —2луИ ■ ё1) отлична от нуля при целом (к ■ ё1); сумма

у=—да

+да — — —1 —

Еехр(—2л//к ■ ё2) отлична от нуля при целом (к ■ ё2); суммы Еехр(—2л/к ■ тё3) и

/=—да +да

Е ехр (—2л/к ■ тё3) отличны от нуля при целом (к ■ ё3) . Отсюда все векторы к , являю-

т=0

щиеся решением (4), должны отвечать условию

X

т=—да

. е2 X Сз Сз X X С2

И = у _3 +1 ___ _ + от _2 . (5)

[е1е2е3 ] [е1е2е3 ] [е1е2е3 ]

Если ] нечетное, то при V = 2 обеспечивается изменение разности фаз на п,

( -1 +да Л

ехр (—2тк ■ Г ) = —1, и в сумме

ехр(-2ток ■ ) £ ехр(-2ток ■ те3) + £ ехр(-2ток ■ те3)

ч от=—да от=0 У

происходит взаимное подавление двух слагаемых. При четном ] имеем ехр (—2ток ■ г8) = 1 и подавления не происходит.

В [12] рассмотрены дифракционные эффекты, обусловленные наличием антифазных границ, причем направление смещения совпадает с главными координатными осями, что позволяет удовлетворительно описать дифракцию для кристаллов с кубической решеткой. В некубических кристаллах направления смещений и упорядочения могут не совпадать, поэтому в настоящей работе решетка с антифазными границами анализируется в трехмерной модели. Дифракционные эффекты, связанные с упорядочением, рассматриваются как некоторая добавка к основной дифракционной решетке, что позволяет рассмотреть в единой модели и двойникование, и возникновение антифазных границ.

Введем следующие обозначения для базисных векторов решетки упорядоченного состояния:

Е1 = П11е1 + П12е2 + П13е3 , Е2 = П21е1 + П22е2 + П23е3 , Е3 = П31е1 + П32е2 + П33е3 . (6)

Векторы Е1 и Е2 выбраны параллельными антифазной границе.

Запишем условие формирования сателлитов при упорядоченном распределении атомов двух сортов и наличии антифазных границ:

+да +да +да

0 Ф £ £ £ ехр (—2ток ■ []е1 + ¡е2 + те3 ]) +

7=—да I=—да от=—да

+да +да +да С рд+л—1

+ РЦ I £ ехр(—2тИ -[Д + ¡Е2 + ОТЕ3 + _ ]) + (7)

7=—да I=—да р=—да ^ т=рд

(Р+1)9 _ _ _ _ ^

+ £ ехр (—2 ток ■ []Е1 + ¡Е2 + тЕ3 ])

от=рд+л у

где Г - смещение на границе между доменами упорядочения (антифазной границе); q - период модуляции порядка по вектору Е3; ^ - протяженность домена вдоль вектора Е3; I, т, р - индексы суммирования.

Преобразуем выражение (7) путем разложения кратных сумм к виду произведения сумм (вынесение сомножителей, не зависящих от индекса, за знак суммирования) и замены индексов суммирования внутри каждого периода модуляции

т = т' + pq; (8)

С +да ^ ЛС +да ^ ЛС +да ^ Л

Е ехр (—2лук ■ ё1) Е ехр (—2 л//к ■ ё2 ) Е ехр (—2л/тк ■ ё3)

V у=—да /V/=—да /Vт=—да

+да +да ЛС да

+

+ Р

Е ехр (—2л/к ■ уЕ1) Е ехр (—2 л//к ■ Е2 ) Е ехр (—2л/к ■ pqE3)

V }=—да /V/=—да /V Р=—да

Л

(9)

Г

;—1

q—1

Л

ехр (—2л/к ■ т;) Е ехр(—2л/т'к ■ Е3) + Е ехр(—2л/т'к ■ Е3)

т'=0

* 0.

Если выражение (9) отлично от нуля, то на дифрактограмме могут появляться сателлиты. Первое слагаемое будет отлично от нуля при условии отличия от нуля всех

его сомножителей.

+да — —

Сумма Е ехр( —2лук ■ ёх) отлична от нуля при целом (к ■ ёх); сумма

у=—да

+да +да

Е ехр(—2л//к ■ ё2) отлична от нуля при целом (к ■ ё2); сумма Е ехр(—2л/тк ■ ё3) от-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

/=—да т=—да

лична от нуля при целом (к ■ ё3).

Эти условия выполняются, если к - вектор исходной обратной решетки. Второе слагаемое будет отлично от нуля при условии отличия от нуля всех его сомножителей.

+да

Сумма Е ехр (—2л/к ■ уЕ1) отлична от нуля при целом (к Е); сумма

у=—да

+да да

Е ехр(—2л//к ■ Е2) отлична от нуля при целом (к ■ Е2); сумма Е ехр (—2л/к ■ pqEъ) от-

р=—да

/=—да

лична от нуля при целом (дк ■ Е3 ). Совокупность этих условий далее именуется условием 1. Суммы Е ехр( —2л/т 'к ■ Е3) и Е ехр (—2л/т 'к ■ Е3) не являются бесконечными

т'=0 т'=;

суммами Фурье и поэтому равны нулю только тогда, когда ■ Е3) и ((q — ■ Е3) -

целые, а (к ■ Е3) - нецелое (данное условие далее именуется условием 2).

В силу условия 2 не все сателлиты, соответствующие условию 1, могут сохраняться, но сохраняются все сверхструктурные рефлексы. Возможность ослабления и погашения сверхструктурных рефлексов и сателлитов определяется конкретным значением вектора .

Проведем дальнейший анализ, переписав условия через векторы обратной решетки. Базовая решетка кристалла описывается выражением

- ё9 х ё , ё х ё ё х ё9 к1 = у ——— + /—-— + т-

[ё1ё2ё3] [ё1ё2ё3] [ё1ё2ё3]

(10)

Решетка сверхструктуры при отсутствии антифазных границ описывается выражением

х

х

т = ;

_ . Е 2 х Е3 Е3 х Е1 Е1 х Е 2 /114

к = 7 _3 +1 _ + от _2 . (11)

[Е1Е2Е3 ] [Е1Е2 Е3 ] [ Е1Е2 Е3 ]

В результате существования антифазных доменов в закономерном чередовании атомов разного сорта возникнут условия:

_ Е х Е ^ Е х Е, Е, х Е9 , ч

к = 7 _3 +1 _ _ _ + от—_ _ __ , (12)

[ Е1Е2 Е3 ] [Е1Е2 Е3 ] д[ Е1Е2 Е3 ]

поэтому в направлении, перпендикулярном границе, появятся сателлиты с шагом периодичности чередования атомов разного сорта, но часть сателлитов запрещена в силу условия 1. Однако этот запрет относится только к появлению сателлитов и не ведет к запрету сверхструктурных рефлексов.

Сформулируем результаты проведенного анализа.

1. Двойникование и формирование антифазных доменов могут сопровождаться ослаблением интенсивности рефлексов вплоть до их подавления, но антифазные границы вызывают изменения интенсивности только сверхструктурных отражений.

2. Двойникование и антифазные домены влияют на дифрактограммы независимо, и двойникование может ослаблять или подавлять сверхструктурные отражения, только если переход через двойниковую границу изменяет фазу рассеянной волны на п.

3. Антифазные границы могут вызывать на дифрактограммах возникновение сателлитов, а двойникование не может.

Для экспериментального подтверждения выводов изучались электронограммы упорядоченного La2CaF8 с тригональной решеткой [13]. Дифракционные эффекты, отражающие двойникование, изучались так же по электронограммам от кристаллов Ба1-хЬахЕ2+х с кубической решеткой, для которых двойникование обусловлено релаксацией напряжений вокруг преципитатов фазы с упорядоченным расположением ионов Ба+2 и La+3. Однако в силу близости рассеивающих способностей Ва и La проявления упорядочения не накладываются на дифракционные проявления двойникования [14]. В La2CaF8 существуют двойниковые границы двух типов: одни вызывают смещения, ориентированные вдоль направления [ 120 ], которое лежит в плоскости проекций, другие - вдоль направления [001], наклоненного относительно (116 ) [13].

Характеристики электронограмм, обусловленные антифазными границами, иллюстрирует рис.1 посредством дифрактограмм от Lal-yCayFз-y, для которого возможны дифракционные картины двух типов [13].

На электронограмме (см. рис.1,а) средние интенсивности сверхструктурных рефлексов рядов, находящихся на разных расстояниях от рефлекса 000, меняются немонотонно, пониженную интенсивность имеют рефлексы ряда 1, проходящего через рефлекс 000, и ряда 3, у которого сверхструктурные рефлексы вообще отсутствуют. Интенсивность подавляется для нечетных порядков отражения, что объясняется фазовыми скачками на антифазных границах со смещениями [001].

На электронограмме (см. рис.1,б) подавления интенсивностей части отражений в результате фазовых скачков не наблюдается, однако присутствуют сателлитные отражения. Возникновение этих отражений могло бы объясняться «захватом» рефлексов, принадлежащих другим проекциям. На рисунке (врезка), приведен фрагмент электронограммы для проекции [001] с базисными рефлексами 210 и 120 . Переход от проекции [001] к проекции [ 116 ] осуществляется наклоном вокруг оси [ 110 ] на угол ~ 18,5°. Рефлексы 210 и

-2

1 2 3

691 I \ 851 1 • 932

581 0660 741

471 550 • 631

»361 440 • 521 #602

251

• 141

(116)

Р31

► 121

211

В01

330

220

110

110

• 411

• 301

-211

•121

• 031

220

332

б

Рис.1. Дифрактограммы тригонального La^Ca^F^. Электронограммы получены для проекции [ 116 ]: а - интенсивности сверхструктурных рефлексов 110, 220, ... в ряду 1 ниже интенсивностей сверхструктурных отражений 411 , 521 , ....; ряд 2 - 121, 141, ... в ряду 2; ряд 3 - сверхструктурные рефлексы отсутствуют; б - интенсивности сверхструктурных отражений в рядах 1, 2, -2 близки; ряд 3 - сверхструктурные отражения 422 , 511 , ...; присутствуют сателлиты, маркированные значком*

а

120 удалены от оси на 0,12 А 1, и центры рефлексов 210 и 120 лежат от плоскости (116) на 0,04 А 1, поэтому эти рефлексы могут быть «захвачены» в плоскость (116 ). Дальнейшее размножение сателлитов могло бы происходить посредством дифракционного переноса рефлексами проекции [ 116 ], как показано пунктирной стрелкой. Однако подобный механизм формирования сателлитов исключен по ряду причин. Во-первых, вблизи сверхструктурных отражений 110 и 220, изображенных на рис.2,а,

отвечающих той же проекции [ 116 ], сателлиты отсутствуют. Во-вторых, в случае «захвата» рефлексов из плоскости (001) они должны наблюдаться на рис.1,б также в точках, маркированных буквой «у». В-третьих, появление сателлитов в точках, маркированных буквой «ю», переносом посредством отражений проекции [ 116 ] объясняться не может. Сателлиты на электронограмме (см. рис.1,б) и их периодичность отвечают выражению (11) и обусловлены антифазными границами с направлением смещений [100], [010] или <101>.

Двойниковые границы не приводят к появлению сателлитов, но могут вызвать подавление базовых рефлексов, которое невозможно для антифазных границ. Электроно-граммы (см. рис.2) соответствуют кристаллам Ba1-xLaxF2+x с разной плотностью двойников. Двойникование (см. рис.2,а) проявляется в возникновении двойниковых рефлексов и неоднородностях в развитии фона, максимумы которого ориентированы вдоль направлений двойниковых смещений (111>. Наблюдаемые дифракционные эффекты свидетельствуют о среднем уровне двойникования. Рис.2,б соответствует высочайшей плотности двойников, о чем говорят аномально высокий уровень фона, размы-

а б

Рис.2. Электронограммы кристаллов Bai-xLaxF2+x с развитой двойниковой структурой. Рефлексы образуют ряды, ориентированные вдоль направления [ 111 ]; ряд 1 проходит через рефлекс 000; а - средняя интенсивность рефлексов в рядах закономерно уменьшается по мере удаления от рефлекса 000. Исключение: средняя интенсивность рядов 1, -1 ниже интенсивности для рядов 2 и -2; б - интенсивность вдоль направления (111) меняется периодически: рефлексы четных рядов имеют более низкую среднюю интенсивность, чем нечетных. Например, ряд 6 отсутствует и маркирован «колечками», центры которых совпадают с ожидаемым положением

отсутствующих рефлексов, рефлексы ряда 7 наблюдаются, хотя значение 448 или 55 7 дальше от 000, чем 33 7 или 446. Указаны индексы матричных рефлексов, двойниковые

рефлексы маркированы значком *

тие большинства двойников вплоть до слияния их с фоном, а также сателлиты, смещенные вдоль направлений двойникования, с интенсивностью, соизмеримой с интенсивностью базовых рефлексов, и т.д.

При наложении рефлекса с индексами hkl из одного двойника на позицию рефлекса hkl в двойнике противоположного знака происходит взаимное ослабление.

Полное погасание рефлексов, принадлежащих ряду 1, наблюдается на электроно-граммах La2CaF8 и проекции [ 102 ] (рис.3).

Принадлежность фазы La2CaF8 к пространственной группе P31c установлена по отражениям hh l по нескольким десяткам электронограмм (исходный LaF3 относится к пространственной группе P3c1, для которой характерны отражения hhl) [13, 15]. Врезка 1 на рис.3 подтверждает правильность идентификации: на ней присутствуют отражения 301 и отсутствуют 302, наблюдаемые для LaF3. Индексы всех рефлексов, наблюдаемых на электронограмме 3, индицируются в решетке с постоянными a = 7,237 Â, c = 7,165 Â, установленными для La2CaF8 [13]. Они отвечают также выражению, определяющему принадлежность рефлексов к проекции [uvw] для кристалла с тригональной решеткой [15]:

1 3a

hu + kv + — (hv + ku) H---lw = 0.

2V 4c2

(13)

Индексы всех рефлексов (см. рис.3) отвечают выражению (13). Однако сетка рефлексов, приведенная на рис.3, имеет ряд аномалий. Во-первых, в плоскости проекций (102 ) наряду с рефлексами, наблюдаемыми на электронограмме, должны присутствовать рефлексы с индексами, удовлетворяющими выражению (13), но по какой-то причине отсутствующие. Во-вторых, отсутствующие и наблюдаемые на электронограммах рефлексы формируют ряды, которые ориентированы вдоль направления [ 211 ], и чередуются по мере удаления от рефлекса 000. В-третьих, наряду с рефлексами, разрешенными для пространственной группы P31c, присутствуют отражения, запрещенные для P31c, но разрешенные для P3c1, например 222, и одновременно имеются отражения, запрещенные для группы Р3с1, например 031.

Подавление отражений может объясняться запрещениями и псевдозапрещениями. Запрещения и псевдозапрещения обусловлены симметрией решетки кристалла, но псевдозапрещения наблюдаются при реализации дополнительных условий. Во-первых, компоненты должны иметь различные рассеивающие способности, во-вторых, тяжелые атомы обязаны занимать частные позиции [15]. Возникновение псевдозапрещений связано с реализацией дополнительных условий, поэтому его невозможность доказывает также невозможность собственно запретов [15]. Однако возможность псевдозапрещений для La2CaF8 потенциально не исключена: во-первых, амплитуда атомного рассеяния для La существенно превышает амплитуду для Ca и F, во-вторых, позиции ионов La3 еще не опреде-т +3

лены, и ионы La могут занимать частные позиции, в-третьих, отсутствуют только отражения с нечетными h, например 111 или 120, но все возможные рефлексы с четными h наблюдаются, например 211, 240 или 222.

Рефлекс 120 отсутствует на рис.3, но все шесть рефлексов 120 наблюдаются на проекции [001] (врезка 2), где они имеют интенсивности, соизмеримые с интенсивно-стями других базовых рефлексов, и это полностью исключает гипотезы о псевдозапрещениях и запрещениях. Единственной причиной подавления рефлексов на рассматриваемой электронограмме являются двумерные дефекты и связанные с этим фазовые различия волн, рассеянных объемами по разные стороны от дефекта. Такими дефектами в соответствии с проведенным анализом могут быть только границы двойников. Наличие двойников в рассеивающем объеме подтверждается врезкой 3 на рис.3, на кото-

Рис.3. Электронограмма La2CaF8 для проекции [ 102 ] с рядами отсутствующих рефлексов, позиции которых указаны точками; присутствующие рефлексы проиндицированы прямым шрифтом, отсутствующие - курсивом; ряды пронумерованы по мере удаления от рефлекса 000, номер 1 присвоен ряду, проходящему через рефлекс 000. «Пустые» и «заполненные» ряды рефлексов ориентированы вдоль направления [ 121 ]. На врезке 1 изображена центральная часть электронограммы для проекции

[ 120 ], на которой присутствуют отражения 031. На врезке 2 представлена центральная часть электронограммы для проекции [001] с

полным набором отражений 120 . На врезке 3 наблюдается муар, который виден на микрофотографии области кристалла, ответственной за электронограмму

рой наблюдается муар с периодичностью, коррелирующей с размытием рефлексов вдоль направления дифракции.

Двойниковые границы в La2CaF8 лежат в плоскостях с индексами (001) и (120) [14]. Проекция направления [001] на плоскость (102 ) в решетке La2CaF8 лежит на направлении [ 032 ]; направление [ 120 ] принадлежит плоскости проекций (102 ). При наличии границ (120 ) рефлексы одного двойника накладываются на рефлексы другого, и суммирование их амплитуд осуществляется в соответствии с выражением (1). В результате все отражения с нечетным h оказываются подавленными (см. рис.3).

Итак, двойники и антифазные границы являются типичными дефектами нанораз-мерных объектов. Обе дефектные структуры могут сосуществовать.

Проведенные исследования показывают, что двойникование и домены упорядочения влияют на закономерности дифракции, искажая сетки рефлексов на электроно-грамме. Адекватное объяснение структурно-фазовой принадлежности наночастиц невозможно без предварительного исследования их дефектной структуры.

Литература

1. Barnard A.S., Yeredla R.R., Xu.H. Modelling the effect of particle shape on the phase stability of ZrO2 nanoparticles. // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17, N 6. - P. 3039-3047.

2. Guisbiers G., Abulimu G., Clement F., Wautelet M. Effects of Shape on the Phase Stability of Nanoparticles // J. of Computational and Theoretical Nanoscience. - 2007. - Vol. 4, N 2. - P. 309-315.

3. Максимов С.К., Максимов К.С. Контроль поверхностной функциональности наноматериалов // Российские нанотехнологии. - 2009. - Т. 4, № 3-4. - С. 59-70.

4. Wang Y.Q., Liang W.S., Geng C.Y. Coalescence Behavior of Gold Nanoparticles // Nanoscale Res Lett. -2009. - N 4. - P. 684-688.

5. Carlton C.E., Rabenberg L., Ferreira P.J. On the nucleation of partial dislocations in nanoparticles // Phil. Mag. Lett. - 2008. - Vol. 88, N 9-10. - P. 715-724.

6. Reznik B., Eichhorn K.D., Gerthsen D. On origin of fivefold multiply twinned nanoparticles in chemically vapour-deposited hexagonal boron nitride // Phil. Mag. A. - 2002. - Vol. 82, N 14, 20. - P. 2665-2676.

7. Mednikov E., Dahl L. Nanosized Au4Pd32(CO)28(PMe3)i4 Containing a Highly Distorted Encapsulated Au4 Tetrahedron: Proposed Multi-Twinned Growth-Pattern from Two Deformed Au-Centered Double Icosahe-dral-Based Fragments // Journal of Cluster Science. - 2005. - Vol. 16, N 2. - P. 287-302.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Frommen C., Rosner H. Observation of long-period superstructures in chemically synthesised CoPt nanoparticles // Materials Letters. - 2004. - Vol. 58, N 1. - P. 123-127.

9. Koretaka Y. Segregation of Pt28Rh27 bimetallic nanoparticles: a first-principles study // Journal of Physics: Condensed Matter. - Vol. 22, N 24. - P. 245401-245406.

10. The investigation of multiply twinned L10-type FePt nanoparticles by transmission electron microscopy / Kovdcs A., Sato K., Sdfrdn G. et al. // Phil. Mag. - 2004. - Vol. 84, N 20. - P. 2075-2081.

11. Электронная микроскопия тонких кристаллов / Хирш П., Хови А., Николсон Р. и др. // М.: Мир. -1968. - 574 С.

12. Amelinckx S., Van Dyck D. Electron diffraction effects due to modulated structures // Electron Diffraction Techniques. Ed. J. M. Cowley. - Oxford. UK. OUP. - 1993. - Vol. 2. - P. 310-371.

13. Максимов С.К., Максимов К.С. Упорядочение и двойникование в нестехиометрической фазе CayLa1-rF3_>, // Неорганические материалы. - 2008. - Т. 44, № 8. - С. 1007-1013.

14. Максимов С.К., Максимов К.С. Механизм наноструктурирования Ca1-xLaxF2+x со структурой на основе CaF2 // Неорганические материалы. - 2007. - Т.43, № 5. - C. 626-631.

15. Бокий Г.Б., Порай-Кошиц М.А. Рентгеноструктурный анализ // М., МГУ. - 1964. - 489 c.

Статья поступила 11 января 2011 г.

Максимов Кирилл Сергеевич - кандидат физико-математических наук, эксперт АНО АВТех (г. Москва). Область научных интересов: физические принципы, на которых основано действие приборов и устройств. E-mail: cyril@pisem.net

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.